(57)【要約】【課題】ガラス管及び陰極を小型化しても、連続発光の場合の耐久性と発光の信頼性とを確保することを可能とする閃光放電管を提供する。【解決手段】陰極支持部材１４は、一端部が第１ガラスビード２０に固定され、他端部２６が陰極本体１８を貫通して陽極１６に向かい突出している。前記陰極本体１８の端面１９に対する前記他端部２６の突出長Ｌは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとし、前記陰極支持部材１４の外径φeは０．４５ｍｍ以下とする。前記陰極本体１８は、その内径φkiを前記陰極支持部材１４の外径φe以上であって且つ０．４５ｍｍ以下とし、その外径φkoを前記外径φeを越え且つ０．８ｍｍ未満とし、その長さＬkを０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管の一端部に第１ガラスビードを介して陰極を固定し、前記ガラス管の他端部に第２ガラスビードを介して陽極を固定し、前記ガラス管の両端部と前記第１及び第２ガラスビードとを熱融着させて前記ガラス管の内部を気密封止させた閃光放電管において、
前記陰極は、筒状の陰極本体と、一端部が前記第１ガラスビードに固定され、且つ他端部が前記陰極本体を貫通して前記陽極に向かい突出した陰極支持部材とを備え、
前記陰極本体に対する前記陰極支持部材の突出長は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとされ、
前記陰極本体の外径は、前記陰極支持部材の外径より大きく且つ０．８ｍｍ未満とされる
ことを特徴とする閃光放電管。
【請求項２】
ガラス管の一端部に陰極を熱融着により固定させ、前記ガラス管の他端部に陽極を熱融着により固定させて前記ガラス管の内部を気密封止させた閃光放電管において、
前記陰極は、筒状の陰極本体と、一端部が前記ガラス管の一端部に固定され、且つ他端部が前記陰極本体を貫通して前記陽極に向かい突出した陰極支持部材とを備え、
前記陰極本体に対する前記陰極支持部材の突出長は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとされ、
前記陰極本体の外径は、前記陰極支持部材の外径より大きく且つ０．８ｍｍ未満とされる
ことを特徴とする閃光放電管。
【請求項３】
請求項２記載の閃光放電管において、
前記陽極又は前記陰極は、ガラスビードを介して前記ガラス管に固定される
ことを特徴とする閃光放電管。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の閃光放電管において、
前記陰極本体の長さは、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍである
ことを特徴とする閃光放電管。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の閃光放電管において、
前記陰極支持部材の外径は、０．４５ｍｍ以下である
ことを特徴とする閃光放電管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極及び陽極を固定するガラスビードによりガラス管の両端部が封止された閃光放電管であって、一層詳細には、デジタルカメラや携帯電話機等のストロボ装置における光源として好適に用いられる閃光放電管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、閃光放電管では、ガラス管の一端部に配置された陰極を第１ガラスビードで固定し、該ガラス管の他端部に配置された陽極を第２ガラスビードで固定し、これらのガラスビードと前記ガラス管とを熱融着することにより該ガラス管内部を気密封止する。この場合、前記陰極は、電子を放出する陰極本体と該陰極本体を支持する陰極支持部材とで構成されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
ここで、前記閃光放電管を小型化し、デジタルカメラや携帯電話機等のストロボ装置における光源として適用する場合には、前記ガラス管を短尺化させて前記陰極と前記陽極との間における管抵抗を低減すると共に、該ガラス管を細径化させて短尺化による管電流の上昇を抑制し、前記閃光放電管の駆動回路を構成する電子部品を保護することが好ましく、近時の閃光放電管では、前記ガラス管の内径を１．０ｍｍ、前記陰極本体の外径を０．８ｍｍにまで細径化することが可能とされている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２４３８２４号公報
【特許文献２】特開２００４−４７２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１、２に開示された閃光放電管では、ガラス管の内径及び陰極本体の内径をさらに細径化すると、陰極支持部材に対する陰極本体の支持位置によって前記閃光放電管の電気的特性が大きく変動し、この結果、前記閃光放電管における連続発光の場合の耐久性と発光の信頼性とを確保することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ガラス管及び陰極を小型化しても、連続発光の場合の耐久性と発光の信頼性とを確保することを可能とする閃光放電管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る閃光放電管は、ガラス管の一端部に第１ガラスビードを介して陰極を固定し、前記ガラス管の他端部に第２ガラスビードを介して陽極を固定し、前記ガラス管の両端部と前記第１及び第２ガラスビードとを熱融着させて前記ガラス管の内部を気密封止させた閃光放電管において、前記陰極は、筒状の陰極本体と、一端部が前記第１ガラスビードに固定され且つ他端部が前記陰極本体を貫通して前記陽極に向かい突出した陰極支持部材とを備え、前記陰極本体に対する前記陰極支持部材の突出長は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとされ、前記陰極本体の外径は、前記陰極支持部材の外径より大きく且つ０．８ｍｍ未満とされることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る閃光放電管は、ガラス管の一端部に陰極を熱融着により固定させ、前記ガラス管の他端部に陽極を熱融着により固定させて前記ガラス管の内部を気密封止させた閃光放電管において、前記陰極は、筒状の陰極本体と、一端部が前記ガラス管の一端部に固定され、且つ他端部が前記陰極本体を貫通して前記陽極に向かい突出した陰極支持部材とを備え、前記陰極本体に対する前記陰極支持部材の突出長は、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとされ、前記陰極本体の外径は、前記陰極支持部材の外径より大きく且つ０．８ｍｍ未満とされることを特徴とする。
【０００９】
上記した各構成によれば、前記陰極本体の外径を０．８ｍｍ未満に細径化することにより前記閃光放電管を小型化しても、前記陰極支持部材の突出長が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内であるために、前記閃光放電管の最低発光電圧の上昇が抑制されて、発光の信頼性が確保されると共に、前記閃光放電管の連続発光に対する不発光率の増大が抑制されて、連続発光の場合の耐久性が確保される。
【００１０】
前記突出長が０．１ｍｍ未満の場合には、前記閃光放電管が発光する際に発生する前記陰極本体の電子放出面でのエネルギー集中により、該電子放出面の損傷が顕著となるので、前記不発光率が増大して連続発光の場合の耐久性が低下する。一方、前記突出長が０．３ｍｍを越えると、前記閃光放電管の最低発光電圧が上昇するので、発光の信頼性が低下する。
【００１１】
また、上記した閃光放電管では、前記陽極及び前記陰極のいずれか一方をガラスビードを介して前記ガラス管に固定し、他方を前記ガラス管に直接固定してもよい。
【００１２】
さらに、上記した構成において、前記陰極本体の長さは、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであり、前記陰極支持部材の外径は、０．４５ｍｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る閃光放電管によれば、陰極本体の外径を０．８ｍｍ未満に細径化することにより前記閃光放電管を小型化しても、陰極支持部材の突出長が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内であるために、前記閃光放電管の最低発光電圧の上昇が抑制されて、発光の信頼性が確保されると共に、該閃光放電管の連続発光に対する不発光率の増大が抑制されて、連続発光の場合の耐久性が確保される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る閃光放電管について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る閃光放電管１０を示す断面図であり、図２は、前記閃光放電管１０の一端部を示す拡大断面図である。
【００１６】
図１及び図２に示す閃光放電管１０は、例えば、デジタルカメラや携帯電話機等のストロボ装置における光源として用いられ、ガラス管１２と、前記ガラス管１２の一端部に配置された陰極１３と、前記ガラス管１２の他端部に配置された陽極１６と、前記陰極１３を前記ガラス管１２の一端部に固定する第１ガラスビード２０と、前記陽極１６を前記ガラス管１２の他端部に固定する第２ガラスビード２２とから基本的に構成されている。
【００１７】
前記ガラス管１２は、陰極１３を構成する陰極支持部材１４、陽極１６、第１ガラスビード２０及び第２ガラスビード２２と略同一の熱膨張率を有するガラス材料から構成され、前記第１及び第２ガラスビード２０、２２との熱融着によって封止された空間内には、キセノン等の希ガス２４が気密封止されている。この場合、前記ガラス管１２の内径φgiは、１．０ｍｍ未満とする。
【００１８】
前記陰極１３は、陰極支持部材１４と、該陰極支持部材１４の他端部２６に支持された筒状の陰極本体１８とで構成されている。
【００１９】
前記陰極支持部材１４は、タングステンからなる金属棒であり、一端部が第１ガラスビード２０に固定され、他端部２６が陰極本体１８を貫通して陽極１６に向かい突出している。この場合、前記陰極本体１８の前記陽極１６側の端面１９に対する前記他端部２６の突出長Ｌは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとし、前記陰極支持部材１４の外径φeは０．４５ｍｍ以下とする。
【００２０】
前記陰極本体１８は、陰極支持部材１４の他端部２６において、該陰極支持部材１４と同軸に支持されている。この場合、陰極本体１８は、その内径φkiが前記陰極支持部材１４の外径φe以上であって且つ０．４５ｍｍ以下であり、その外径φkoが前記外径φeを越え且つ０．８ｍｍ未満であり、その長さＬkが０．５ｍｍ〜１．０ｍｍである。また、前記陰極本体１８の端面１９は、陰極１３と陽極１６との間に電圧が印加された際に、多量の電子が放出される電子放出面とされている。
【００２１】
そして、前記陰極本体１８を形成する場合、先ず、Ｎｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｚｒ等の金属粉末にバインダーを加えて配合し、図示しない成型装置によって筒状に成型した後、真空中において前記筒状の成型体を所定温度に加熱して前記バインダーを除去し、前記バインダーが除去された成型体に対して、さらに高温の状態で焼結処理を行う。次いで、前記焼結処理によって得られた筒状の焼結体に、電子を放出するエミッタとなる炭酸セシウム等を含んだ水溶液やアルコール溶液を含浸させ、前記含浸された焼結体を乾燥させることにより前記陰極本体１８が形成される。このようにして完成した前記陰極本体１８を、陰極支持部材１４に同軸に取り付けた状態で、図示しない工具を用いてかしめることにより、前記陰極本体１８が前記陰極支持部材１４に固定支持される。
【００２２】
前記陽極１６は、タングステンからなる金属棒であり、中央部が第２ガラスビード２２に固定され、ガラス管１２側の先端部が陰極支持部材１４に向かい突出している。
【００２３】
第１ガラスビード２０及び第２ガラスビード２２は、ガラス管１２と同一のガラス材料から構成され、陰極支持部材１４及び陽極１６と熱融着した後に冷却固化されることによって前記陰極支持部材１４及び陽極１６を固定支持し、前記ガラス管１２の両端部と熱融着することにより該ガラス管１２内を気密封止させる。
【００２４】
本実施形態に係る閃光放電管１０は、以上のように構成されるものであり、次に、前記閃光放電管１０の作用効果について、図３〜図６を参照しながら説明する。
【００２５】
図３は、前述した閃光放電管１０の検査に使用される検査回路３０を示す。なお、図３では、前記閃光放電管１０に関し、第１ガラスビード２０及び第２ガラスビード２２（図１及び図２参照）を省略して図示している。
【００２６】
前記検査回路３０では、電源３２に対して抵抗３４及びトリガコンデンサ３６の直列回路と、閃光放電管１０と、メインコンデンサ４４とがそれぞれ並列に接続され、前記トリガコンデンサ３６には、トリガコイル３８の一次巻線３８ａ及びスイッチ４０の直列回路が並列に接続され、前記閃光放電管１０近傍に配置されたトリガ電極４２は、前記トリガコイル３８の二次巻線３８ｂを介してスイッチ４０に接続されている。
【００２７】
前記スイッチ４０がオフ状態において、電源３２の図示しない電源スイッチを投入すると、前記電源３２よりメインコンデンサ４４に数百Ｖの直流電圧が印加されて該メインコンデンサ４４が充電される。次いで、前記スイッチ４０がオン状態に変化すると、前記メインコンデンサ４４の放電作用によって、トリガコイル３８の二次巻線３８ｂに数ｋＶのパルス電圧が発生する。このパルス電圧がトリガ電極４２に印加されると、陰極本体１８の端面（電子放出面）１９より電子が放出されてガラス管１２内部の放電が誘発され、この結果、閃光放電管１０が発光する。前記スイッチ４０のオン状態及びオフ状態を交互に切り換えることにより、前記閃光放電管１０が繰り返し発光する。そして、前記閃光放電管１０近傍に図示しない受光素子を対置することにより、前記閃光放電管１０の発光量が測定される。
【００２８】
図４は、検査回路３０（図３参照）によって検査された３種類の閃光放電管におけるガラス管及び陰極のサイズを示す一覧表であり、実施例に係る閃光放電管は、本実施形態に係る閃光放電管１０（図１〜図３参照）であり、一方で、比較例１及び２に係る閃光放電管は、従来技術に係る閃光放電管である。実施例では、ガラス管１２の内径φgiが０．８５ｍｍであり且つ陰極本体１８の外径φkoが０．７ｍｍであるのに対して、比較例１及び２では、前記内径φgiが１．０ｍｍ以上であり且つ外径φkoが０．８ｍｍ以上である。
【００２９】
図５は、突出長Ｌを０ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲で変化させた場合における前記各閃光放電管（実施例、比較例１及び２）の最低発光電圧の検査結果である。ここで、前記最低発光電圧とは、前記閃光放電管が発光する際に該閃光放電管に印加されている電圧の最低値である。
【００３０】
この場合、図３に示す閃光放電管１０の代わりに図４に示される閃光放電管を配置し、電源３２よりメインコンデンサ４４及び前記閃光放電管に直流電圧を印加した後に、スイッチ４０がオフ状態よりオン状態に変化してトリガ電極４２にパルス電圧が印加（以下、トリガともいう。）されても、前記閃光放電管が発光しなければ、前記直流電圧を昇圧して再度トリガ動作を行う。
【００３１】
図５において、比較例１及び２の場合、突出長Ｌが０ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲で変化しても最低発光電圧に大きな変動はない。これに対して、実施例では、突出長Ｌが０．３ｍｍを越えると最低発光電圧が急激に上昇する。すなわち、実施例に係る閃光放電管１０（図１〜図３参照）では、Ｌ＞０．３ｍｍの場合、陰極１３及び陽極１６に印加する電圧を大きくしなければ発光しない。
【００３２】
図６は、突出長Ｌを０ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲で変化させた場合における各閃光放電管の不発光率を示す検査結果である。ここで、前記不発光率とは、所定個数の閃光放電管に対して所定電圧を所定回数連続して印加した場合に、発光しなかった回数（不発光数）の割合をいう｛不発光率（％）＝１００×不発光数／（閃光放電管の個数×電圧印加回数）｝。図６は、実施例、比較例１及び比較例２に対して各々２０個の閃光放電管を用意し、前記各閃光放電管に３００Ｖの直流電圧を５０００回連続して印加した場合における不発光率の検査結果を示す。
【００３３】
比較例１及び２の場合、突出長Ｌが０ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲で変化しても不発光率は０％である。これに対して、実施例では、突出長Ｌが０．１ｍｍで不発光率が０．００２％であり、０．２ｍｍ及び０．３ｍｍでは０％であるが、０ｍｍでは０．００５％に上昇し、０．４ｍｍでは０．０１６％に上昇し、さらに、０．６ｍｍでは０．１２％に上昇する。これは、突出長Ｌが０．１ｍｍ未満では、閃光放電管１０（図１〜図３参照）が発光する毎に陰極本体１８の電子放出面である端面１９にエネルギー集中が発生して該端面１９の損傷が顕著となり、この結果、不発光率が増大するためである。一方、前記突出長Ｌが０．３ｍｍを越える場合には、前記陰極本体１８の最低発光電圧（図５参照）が上昇して、不発光率が増大するためである。
【００３４】
このように、本実施形態に係る閃光放電管１０によれば、陰極本体１８の外径φkoを０．８ｍｍ未満に細径化することにより前記閃光放電管１０を小型化しても、陰極支持部材１４の他端部２６における突出長Ｌが０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲内であるために、前記閃光放電管１０の最低発光電圧の上昇が抑制されて、発光の信頼性が確保されると共に、前記閃光放電管１０の連続発光に対する不発光率の増大が抑制され、連続発光の場合の耐久性が確保される。
【００３５】
また、閃光放電管１０では、陰極本体１８の外径φkoを０．８ｍｍ未満に細径化しても、従来技術を利用して該陰極本体１８を形成することができると共に、前記陰極本体１８をかしめて陰極支持部材１４に固定支持することが可能である。すなわち、陰極本体１８となる金属粉末を配合する際のばらつき、成型体を形成する金型の強度及び焼結体の強度に関し、従来技術と同様のレベルを維持しながら該陰極本体１８を形成することができる。この結果、ひび割れや欠け等の欠陥がない陰極本体１８を形成し、該陰極本体１８をかしめて前記陰極支持部材１４に固定支持することにより陰極１３を構成し、例えば、外径φgoが１．３ｍｍであって且つ内径φgiが０．８５ｍｍである細径化されたガラス管１２内に該陰極１３を配置することが可能である。
【００３６】
上述した実施形態では、陰極１３を第１ガラスビード２０を介してガラス管１２の一端部に固定し、陽極１６を第２ガラスビード２２を介して前記ガラス管１２の他端部に固定している。このような構成に代えて、図７に示すように、熱融着によって前記陰極１３をガラス管１２の一端部に直接固定させ、前記陽極１６を前記ガラス管１２の他端部に直接固定させても、上述した作用効果が得られることは勿論である。この場合、閃光放電管１０は、第１ガラスビード２０及び第２ガラスビード２２を具備していないので、ガラス管１２のさらなる細径化に好適である。
【００３７】
さらに、図８に示すように、陰極１３を第１ガラスビード２０を介してガラス管１２の他端部に固定させ、陽極１６を前記ガラス管１２の一端部に直接固定させても、上述した作用効果が得られることは勿論である。この場合、閃光放電管１０は、第２ガラスビード２２を具備していないので、ガラス管１２のより一層の細径化を図ることが可能である。
【００３８】
なお、本発明に係る閃光放電管は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態に係る閃光放電管の断面図である。
【図２】図１の閃光放電管の一端部を示す拡大断面図である。
【図３】図１の閃光放電管を検査する検査回路の回路図である。
【図４】図３の検査回路によって検査される閃光放電管のガラス管及び陰極のサイズを示す表である。
【図５】図４の各閃光放電管において、突出長Ｌを変化させた場合における最低発光電圧の検査結果を示す表である。
【図６】図４の各閃光放電管において、突出長Ｌを変化させた場合における不発光率の検査結果を示す表である。
【図７】陰極及び陽極をガラス管に直接固定した閃光放電管の断面図である。
【図８】陰極を第１ガラスビードを介してガラス管に固定し、陽極を前記ガラス管に直接固定した閃光放電管の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…閃光放電管                  １２…ガラス管
１３…陰極                        １４…陰極支持部材
１６…陽極                        １８…陰極本体
１９…端面                        ２０、２２…ガラスビード
２４…希ガス                      ２６…他端部
【図１】
2006244896.tif 000003
【図２】
2006244896.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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